CN214702702U - 一种燃气轮机部件空气流量试验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气轮机部件空气流量试验台，涉及流量试验装置领域，包括气源处理设备、试验台本体；气源处理设备包括：空气压缩机、储气罐、初效过滤器、冷冻式干燥机、中效过滤器、吸附式干燥机、高效过滤器；试验台本体包括：试验空气供气管、试验空气总开关阀、气动调压阀、分气包、多台流量计及其对应的开关阀、集气包、稳压罐，气动调压阀控制器、试验件测压传感器、大气压力传感器、大气温度传感器、气源压力传感器、数据采集控制器、上位机测控软件、气动控制系统。本实用新型的试验台结构简单、紧凑，便于移动，易于掌握。

Description

一种燃气轮机部件空气流量试验台

技术领域

本实用新型涉及流量试验的技术领域，尤其是涉及一种燃气轮机部件空气流量试验台。

背景技术

按照燃气轮机涡轮叶片设备研制要求，需对所测涡轮叶片进行空气流量试验，即测量在试验压力下通过涡轮叶片的空气质量流量，通过测量涡轮叶片气膜孔及流道的空气流量，检验叶片气膜孔情况及内部流道加工情况，为挑选装机叶片提供参考。这便需要用到空气流量试验装置。现有技术或系统结构较复杂；或测量精度和量程有限；或缺乏试验件入口压力稳定和流场稳定的结构；或不具备自动测量、自动记录的功能。目前测量燃气轮机涡轮叶片的空气流量试验装置采用的是一种夹具，其连接的管路需要固定在一个特定的试验间内，不便搬运，占用空间大，并且测量范围不可调，测量精度不高，操作耗时。

中国专利CN106643942A公开了一种航空发动机涡轮叶片空气流量试验装置，该试验装置包括进气阀、压力表、过滤器、自力稳压阀、主路调节阀、安装有旁路调节阀的旁路流路、至少两条并联的测量支路及温度传感器、压力传感器、叶片夹具和工作台，各测量支路均从进气端至出气端依次安装一个截止阀和一个流量计，且各测量支路上的流量计具有不同的量程。该发明提供航空发动机涡轮叶片空气流量试验装置用于便于检验涡轮叶片气膜孔情况及内部流道加工情况，为挑选装机叶片提供参考。

中国专利CN110595789A涉及一种用于燃气轮机空气流量调试的流量台系统，包括气站机构、压力控制机构、温度测量机构、空气流量测量机构和计算机测控机构，所述气站机构的输出端与压力控制机构的输入端相连，所述压力控制机构与温度测量机构的输入端相连，所述压力控制机构的输出端与空气流量测量机构的输入端相连，空气流量测量机构的输出端与大气环境相连，所述气站机构、压力控制机构、温度测量机构和空气流量测量机构的数据回馈端与计算机测控机构的输入端相连。该发明的各个模块之间可以单独工作、单独维护，易于针对不同类型零件测量的改造升级。

以上已经公开的专利文献均是涉及流量试验的技术领域，但是涉及的装置结构和操作方法的技术方案均与本申请的技术方案不同，且专利CN106643942A和专利CN110595789A解决的技术问题也不尽相同。基于以上技术问题，本申请提供了一种燃气轮机部件空气流量试验台，用于燃气轮机涡轮叶片冷却空气流量、燃气轮机二次空气密封部件流量、燃烧器部件流量的精确测量，是研发阶段零部件设计定型和生产制造阶段零部件质量控制的关键设备。其中开关阀、调压阀均为气动阀，由气动控制系统控制。气动控制系统组成和结构简单，气动控制系统的气源来自试验空气的气源。试验台本体能耗水平较低，上述气动执行机构和气动控制系统安全稳定性较好，适合长时间、不间断试验。稳压罐的容积远大于试验件体积，稳压罐内具备杂质收集漏斗和湍流发生器，有利于在空气进入试验件前，对其进行稳压和整流，从而有利于提高试验件入口空气温度、压力的测量精度，最终有利于提高试验件的流量测量精度。稳压罐底部具备排污口，当有颗粒物等杂质不慎从试验空气出口掉入稳压罐内时，杂质将在气流作用下，进入杂质收集漏斗与罐底构成的相对密闭的空间中，不易向上反流，从而实现了允许杂质掉入稳压罐但又不影响试验连续运行。

实用新型内容

为了解决以上技术问题，本实用新型提供了一种燃气轮机部件空气流量试验台。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种燃气轮机部件空气流量试验台，包括气源处理设备、试验台本体；所述气源处理设备包括：空气压缩机、储气罐、初效过滤器、冷冻式干燥机、中效过滤器、吸附式干燥机、高效过滤器，且空气压缩机、储气罐、初效过滤器、冷冻式干燥机、中效过滤器、吸附式干燥机、高效过滤器依次顺序串联；所述试验台本体包括：试验空气供气管、试验空气总开关阀、气动调压阀、分气包、多台流量计及其对应的开关阀、集气包、稳压罐，其中多台流量计及其对应的开关阀包括：第一流量计及与第一流量计串联的第一气动开关阀；第二流量计及与第二流量计串联的第二气动开关阀；第三流量计及与第三流量计串联的第三气动开关阀，且所述的多台流量计与对应的气动开关阀的串联件并联在分气包与集气包之间，其中所述分气包为压力容器，设有一根输入管道，若干根输出管道，集气包为压力容器，设有若干根输入管道，一根输出管道，且集气包的输入管道与分气包的输出管道一一对应；所述试验台本体还包括：气动调压阀控制器、试验件测压传感器、大气压力传感器、大气温度传感器、气源压力传感器、数据采集控制器、上位机测控软件、气动控制系统；所述数据采集控制器包括：流量采集模块、压力采集模块、温度采集模块、状态监测模块、调压阀控制模块、电磁阀控制模块。

进一步地，所述气源处理设备对气源进行处理，且气源处理设备还包括疏水装置，所述疏水装置用于将冷冻式干燥机和吸附式干燥机的疏水排走。

进一步地，所述第一流量计、第二流量计、第三流量计的有效量程两两衔接，且衔接的有效量程有重叠，其中第一流量计的有效量程为[a，b]，第二流量计的有效量程为[c，d]、第三流量计的有效量程为[e，f]，其中，a<c<b<e<d<f，a、c、b、e、d和f代表的都是质量流量。

进一步地，所述稳压罐为竖直圆柱桶形结构，容积远大于试验件体积，稳压罐内由下至上分别为排污口、杂质收集漏斗、试验空气入口、湍流发生器、引压孔、测温孔、试验空气出口，其中所述试验空气入口位于杂质收集漏斗与湍流发生器之间，为水平进气，所述试验空气出口位于稳压罐的顶部，为竖直排气，稳压罐的试验空气出口的上方安装有试验件，试验空气流经试验件后直接排入大气。

进一步地，稳压罐还包括：稳压罐总压传感器、稳压罐总温传感器、试验件密封装置、试验件夹紧气缸，所述引压孔数目为m个，其中，m≥4，沿罐壁圆周均布，引压孔轴线与稳压罐轴线相交且垂直，各引压孔连接引压管，引压管相互连通且连接到稳压罐总压传感器，测温孔与所述引压孔位于同一水平面，稳压罐总温传感器通过所述测温孔伸入稳压罐，所述试验件密封装置位于所述试验空气出口。

进一步地，所述气动调压阀控制器接收气动调压阀控制器输入信号，控制气动调压阀，通过改变其开度大小调节下游试验空气的压力和流量，所述气动控制系统包括：气动控制系统供气管、第一电磁开关阀及与第一电磁开关阀串联的第一减压阀、第二电磁开关阀及与第二电磁开关阀串联的第二减压阀、第三电磁开关阀及与第三电磁开关阀串联的第三减压阀、三压阀岛。

进一步地，所述流量采集模块采集第一流量计、第二流量计、第三流量计的信号，压力采集模块采集稳压罐总压传感器、试验件测压传感器、大气压力传感器、气源压力传感器的信号，温度采集模块采集大气温度传感器、稳压罐总温传感器的信号，状态监测模块采集所述开关阀状态传感器信号，调压阀控制模块采集稳压罐总压传感器的输出信号作为反馈信号，电磁阀控制模块通过输出信号，控制第一电磁开关阀、第二电磁开关阀、第三电磁开关阀、三压阀岛，数据采集控制器实现信号调理。

进一步地，所述第一减压阀、第二减压阀、第三减压阀将气源压力调整为三个不同的分压力，分别输入三压阀岛，三压阀岛包括多个电磁阀，三压阀岛包括多个电磁阀，三压阀岛的第一分压对应一个电磁阀用以控制气动调压阀控制器的供气通断，三压阀岛的第二分压对应多个电磁阀用以控制试验空气总开关阀、第一气动开关阀、第二气动开关阀、第三气动开关阀，三压阀岛的第三分压对应多个电磁阀用以控制试验件夹紧气缸。

进一步地，试验空气总开关阀为气动开关阀，且气动控制系统控制试验空气总开关阀的开闭，试验空气总开关阀安装在气动调压阀的上游。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果具体体现在：

(1)本实用新型提供的一种燃气轮机部件空气流量试验台，用于燃气轮机涡轮叶片冷却空气流量、燃气轮机二次空气密封部件流量、燃烧器部件流量的精确测量，是研发阶段零部件设计定型和生产制造阶段零部件质量控制的关键设备。

(2)本实用新型提供的一种燃气轮机部件空气流量试验台中的开关阀、调压阀均为气动阀，由气动控制系统控制。气动控制系统组成和结构简单，气动控制系统的气源来自试验空气的气源。试验台本体能耗水平较低，上述气动执行机构和气动控制系统安全稳定性较好，适合长时间、不间断试验。

(3)本实用新型提供的一种燃气轮机部件空气流量试验台中具备稳压罐，其容积远大于试验件体积，稳压罐内具备杂质收集漏斗和湍流发生器，上述结构有利于在空气进入试验件前，对其进行稳压和整流，从而有利于提高试验件入口空气温度、压力的测量精度，最终有利于提高试验件的流量测量精度。稳压罐底部具备排污口，当有颗粒物等杂质不慎从试验空气出口掉入稳压罐内时，杂质将在气流作用下，进入杂质收集漏斗与罐底构成的相对密闭的空间中，不易向上反流，从而实现了允许杂质掉入稳压罐但又不影响试验连续运行。

(4)本实用新型通过改变调压阀开度的大小调节下游试验空气的压力和流量。调压阀控制模块采集稳压罐总压传感器的输出信号作为反馈信号，通过气动调压阀控制器调节气动调压阀开度，使稳压罐内的压力稳定维持在设定值，形成闭环控制，有利于提高试验件入口试验空气参数的稳定性，从而有利于提高试验件的流量测量精度。

(5)本实用新型中的测控软件在上位机端运行，提供了良好的人机交互界面，依靠上位机的高速数据处理和存储能力，与数据采集控制器通讯，实现试验数据的自动测量、自动记录。

(6)本实用新型中的多台流量计及其对应的开关阀，各流量计有效量程两两衔接，且衔接的有效量程具有一定的重叠，各流量计在其各自的有效量程内具有较高的流量测量精度，从而使试验台具有较宽的流量测量范围，同时，在较宽的流量测量范围内具有较高的流量测量精度。

(7)本实用新型提供的一种燃气轮机部件空气流量试验台通过顺序连接的冷冻式干燥机和吸附式干燥机将空气湿度进一步降低，从而提高质量流量的测量精度。

(8)本实用新型提供的一种燃气轮机部件空气流量试验台结构简单、紧凑，便于移动且技术效果更好、自动化程度更高、操作更方便、功能更完善。

附图说明

图1为本实用新型的系统原理图；

图2为本实用新型的测控系统原理图；

图3为本实用新型的空气流量试验方法流程图；

图4为本实用新型的一种具体实施方式的示意图；

图5为图4中试验台本体的管网的结构示意图；

图6为图5中的稳压罐的结构半剖视图；

图7为本实用新型的结构示意图；

图8为测控软件的主操作界面。

附图标记如下：9000.气源及气源处理设备；101.空气压缩机；201.储气罐；301.初效过滤器；401.冷冻式干燥机；302.中效过滤器；402.吸附式干燥机；303.高效过滤器；403.疏水装置；912.气源压力传感器；304.试验空气供气管；500.试验空气总开关阀；601.气动调压阀；602.气动调压阀控制器；701.分气包；801.第一流量计；501.第一气动开关阀；802.第二流量计；502.第二气动开关阀；803.第三流量计；503.第三气动开关阀；504.排气阀；704.消声器；703.预留管道；702.集气包；900.稳压罐；901.排污口；902.杂质收集漏斗；903.湍流发生器；904.稳压罐总压传感器；905.稳压罐总温传感器；906.试验件密封装置；907.试验件；908.试验件测压传感器；909.大气压力传感器；910.大气温度传感器；911.试验件夹紧气缸；921.试验空气入口；922.引压孔；923.测温孔；924.试验空气出口；305.气动控制系统供气管；505.第一电磁开关阀；603.第一减压阀；506.第二电磁开关阀；604.第二减压阀；507.第三电磁开关阀；605.第三减压阀；508.三压阀岛；1000.试验台本体；1001.上位机测控软件；1002.数据采集控制器；1003.稳压罐总压传感器输出信号；1004.气动调压阀控制器输入信号；1005.三压阀岛控制信号；2001.流量采集模块；2002.压力采集模块；2003.温度采集模块；2004.状态监测模块；2005.调压阀控制模块；2006.电磁阀控制模块；3001.试验台管网气密性检查；3002.试验件安装；3003.试验流量计选择；3004.试验件安装气密性检查；3005.流量测量；3006.数据拟合；1005.电气箱；1006.接线端子；1007.电源模块；1010.试验台气源接口；1011.试验台电源接口；1012.紧急停止按钮；1013.稳压罐预留接口法兰；1014.试验台关机按钮；1015.试验台启动按钮；1016.数据通讯接口；1017.压力表；1018.脚轮；1019.试验台机架；1020.试验件安装基座。

具体实施方式

为使本实用新型的目的和技术方案更加清楚，下面将结合实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例如图1～图8所示的一种燃气轮机部件空气流量试验台包括气源处理设备9000、试验台本体1000。

气源处理设备9000由空气压缩机101、储气罐201、初效过滤器301、冷冻干燥机401、中效过滤器302、吸附式干燥机402、高效过滤器303依次串联构成。其中，冷冻式干燥机401和吸附式干燥机402疏水排入疏水装置403。初效过滤器301、中效过滤器302、高效过滤器303的过滤精度逐级提高，高效过滤器303出口的过滤精度为0.01μm。冷冻式干燥机401将所处理空气的露点温度控制在2℃～10℃，吸附式干燥机402将所处理空气的露点温度控制在-20℃～0℃。经空气压缩机101做功压缩的，压力、温度、湿度均较高，且含有杂质的压缩空气，经过上述气源处理设备9000处理后，成为干冷、洁净且具有一定压力的压缩空气，对试验台本体1000供气。

试验台本体1000包括：试验空气供气管304、试验空气总开关阀500、气动调压阀601、气动调压阀控制器602、分气包701、多台流量计及其对应的开关阀、集气包702、稳压罐900。试验空气供气管304为耐压金属管。试验空气总开关阀500为气动开关阀，其开闭由气动控制系统控制。气动调压阀601安装在试验空气总开关阀500的下游，其开度由气动调压阀控制器602控制，气动调压阀控制器602接收来自数据采集控制器1002的气动调压阀控制器输入信号1004。分气包701安装在气动调压阀601下游，为水平放置的压力容器，优选的具有一根输入管道，四根等间距水平排列的输出管道，除预留一根输出管道封堵住以外，其余每根输出管道各连接一台流量计。

多台流量计及其对应的开关阀包括：第一流量计801及与第一流量计801串联的第一气动开关阀501；第二流量计802及与第二流量计802串联的第二气动开关阀502；第三流量计803及与第三流量计803串联的第三气动开关阀503。上述流量计与对应的气动开关阀的串联件并联在分气包701与集气包702之间。上述流量计均为科里奥利流量计。第一流量计801的有效量程为[1，25]g/s，测量精度为±0.25％；第二流量计802的有效量程为[20，60]g/s，测量精度为±0.25％；第三流量计803的有效量程为[50，100]g/s，测量精度为±0.25％。三台流量计有效量程两两衔接，具有一定的重叠度，且在有效量程内具有较高的测量精度，从而使总有效量程较宽，达到[1，100]g/s，在该量程范围内测量精度较高，达到±0.25％。

集气包702为压力容器，优选的具有四根输入管道，一根输出管道，除一根输入管道连接排气阀504以外，其余每根输入管道各连接一个气动开关阀。集气包702的输入管道与分气包701的输出管道一一对应。排气阀504与消声器704连接。

稳压罐900安装在集气包702的下游，为竖直圆柱桶形结构，稳压罐900内由下至上分别为排污口901、杂质收集漏斗902、试验空气入口921、湍流发生器903、引压孔922、测温孔923、稳压罐总压传感器904、稳压罐总温传感器905、试验空气出口924。

排污口901在正常使用状态下封堵住。杂质收集漏斗902的锥度为1:5，其上端外圆与稳压罐900内壁无缝焊接，下端内圆孔直径不小于80mm，适合成人手及手臂通过。试验空气入口921位于杂质收集漏斗902与湍流发生器903之间，试验空气入口921与集气包702的输出管道连接，为水平进气。湍流发生器903的网眼为圆形，圆孔直径为10mm，网眼为正交顺排，相邻网眼圆心距离为12mm。引压孔922数目为4个，沿罐壁圆周均布，引压孔922轴线与稳压罐900轴线相交且垂直，引压孔922在竖直方向上与试验空气出口924的距离为50mm。各引压孔922连接引压管，引压管相互连通且通过一根引压管与稳压罐总压传感器904连接。测温孔923与引压孔922位于同一水平面，测温孔923轴线与稳压罐900轴线相交且垂直。稳压罐总温传感器905通过所述测温孔923伸入稳压罐900，并在间隙处密封，其长度满足安装后测温端位于试验空气出口中心的正下方。试验空气出口位于稳压罐900的顶部，为竖直排气，其中心位于稳压罐900轴线上，其形状和尺寸由试验件接口确定。试验时，试验空气从试验空气入口921流入稳压罐900，向上流动，经过湍流发生器903，从试验空气出口924流出稳压罐900，流经试验件907后直接排入大气，其中试验件907包括但不限于：带内部冷却结构的燃气轮机涡轮静叶片和动叶片、燃气轮机二次空气密封部件、燃烧器部件。稳压罐900的罐内空间起到缓冲气流、稳定压力的作用，湍流发生器903起到整流的作用，从而保证进入试验件的试验空气压力和流动都是稳定的。当有颗粒物等杂质从试验空气出口掉入稳压罐内时，杂质将在重力和气流作用下，通过杂质收集漏斗902，进入杂质收集漏斗902与罐底构成的相对密闭的空间中，不易向上反流，当杂质收集到一定量时，打开排污口901排污，从而实现了允许杂质掉入稳压罐900但又不影响试验连续运行。

本实施例的试验件907以带内部冷却结构的燃气轮机涡轮动叶片为例，但试验件不限于燃气轮机涡轮动叶片。试验件907通过试验件密封装置906与稳压罐900连接和密封，并通过两个或多个试验件夹紧气缸911夹紧和固定。试验件密封装置906由密封圈和密封槽组成，根据试验件907的具体结构设计和制造。

试验台本体1000还包括：试验件测压传感器908、大气压力传感器909、大气温度传感器910、气源压力传感器912、气动控制系统、数据采集控制器1002、上位机及测控软件1001。

试验件测压传感器908数量为5个或更多个，分别一一对应连接到试验件907的引压孔，用于测量试验件907不同部位的压力。大气压力传感器909、大气温度传感器910分别安装在试验台本体1000内的不易受到人为干扰且通风良好的位置。气源压力传感器912安装在试验台气源接口1010附近。

气动控制系统包括：气动控制系统供气管305、第一电磁开关阀505及与第一电磁开关阀505串联的第一减压阀603、第二电磁开关阀506及与第二电磁开关阀506串联的第二减压阀604、第三电磁开关阀507及与第三电磁开关阀507串联的第三减压阀605、三压阀岛508。

数据采集控制器1002包括：流量采集模块2001、压力采集模块2002、温度采集模块2003、状态监测模块2004、调压阀控制模块2005、电磁阀控制模块2006。流量采集模块2001采集信号包括：第一流量计801、第二流量计802、第三流量计803的信号；压力采集模块2002采集信号包括：稳压罐总压传感器904、试验件测压传感器908、大气压力传感器909、气源压力传感器912的信号；温度采集模块2003采集信号包括：大气温度传感器910、稳压罐总温传感器905的信号；状态监测模块2004采集信号包括：所述开关阀状态传感器信号。

调压阀控制模块2005采集稳压罐总压传感器904的输出信号1003作为反馈信号，通过气动调压阀控制器输入信号1004，使气动调压阀控制器602调节气动调压阀601，从而实现稳压罐900内的压力稳定维持在设定值，形成闭环控制。电磁阀控制模块2006通过输出信号，控制第一电磁开关阀505、第二电磁开关阀506、第三电磁开关阀507、三压阀岛508。

数据采集控制器1002实现信号采集和信号调理，并与上位机测控软件1001通讯，上位机测控软件1001提供人机交互的软件界面，通过软件界面向操作者展示试验台本体1000的工作状态参数，以及流量、压力、温度参数，并记录和存储数据，操作者通过软件界面操控试验台本体1000。

第一减压阀603、第二减压阀604、第三减压阀605将气源压力调整为三个不同压力，分别输入三压阀岛508。三压阀岛508包括多个电磁阀。三压阀岛508的第一分压对应的一个电磁阀控制气动调压阀控制器602的供气通断。三压阀岛508的第二分压对应的多个电磁阀控制试验空气总开关阀500、第一气动开关阀501、第二气动开关阀502、第三气动开关阀503。三压阀岛508的第三分压对应的多个电磁阀控制试验件夹紧气缸911。

上述压力传感器均为绝对压力传感器，有效量程为[90,500]kPa，在有效量程内的测量精度为0.05％。上述温度传感器均为A级Pt100型热电阻。

以试验件907是带内部冷却结构的燃气轮机涡轮动叶片为例，说明燃气轮机部件空气流量试验方法：

步骤S1：试验台管网气密性检查3001，其方法为：不安装试验件，封堵住稳压罐900顶部的试验件空气出口，打开试验空气总开关阀500，单独打开第一流量计801所在支路，调节气动调压阀601，使稳压罐总压传感器904所测得的压力(p₀)_a与大气压力传感器所测得的压力(p_atm)_a的比值

其中，λ>1、角标a表示绝对压力，经过时间Δt₀后，若稳压罐总压传感器904所测得的压力(p₀)_a稳定，且第一流量计801的流量为0，则判定包含第一流量计801所在支路的管网，在压比PR＝λ时，气密性合格。

调节气动调压阀601，分别使压比PR＝λ+δ、λ+2δ、……、λ+nδ，其中，n为正整数，重复上述判定。

完成对包含第一流量计801所在支路的管网的气密性检查3001后，打开排气阀504，将稳压罐900内的压力恢复到大气压。

按照上述流程，分别对包含第二流量计802所在支路的管网、包含第三流量计803所在支路的管网进行气密性检查3001。

稳压罐总压传感器904所测得的压力(p₀)_a稳定的判断依据为：在Δt₀时间段内，若[(p₀)_a]_max-[(p₀)_a]_min<ε，其中，ε为一微小量，则判断(p₀)_a稳定。

步骤S2：试验件安装3002，其方法为：安装试验件907、试验件密封装置906，若试验件907具有引压孔922，则将引压孔922通过引压管分别连接到对应的试验件测压传感器908。

调节第三减压阀605，使试验件夹紧气缸911的夹紧力满足试验件907的要求，操作试验件夹紧气缸911将试验件907夹紧。

步骤S3：试验流量计选择3003，其方法为：打开试验空气总开关阀500，单独打开其中一台流量计所在支路，调节气动调压阀601，分别使压比PR为最小试验压比和最大试验压比，根据最小试验压比对应的最小流量和最大试验压比对应的最大流量，选择有效量程匹配的一台或多台流量计作为试验流量计。

步骤S4：试验件安装气密性检查3004，其方法为：打开试验空气总开关阀500，单独打开由上述步骤S3选中的其中一台流量计所在支路，调节气动调压阀601，使压比PR＝θ，其中，θ>1，经过时间Δt₁后，当(p₀)_a稳定时，检查试验件密封装置气密性。例如可以在试验件安装结合面涂抹检漏液，检查试验件密封装置气密性。

调节气动调压阀601，分别使压比PR＝θ+ξ、θ+2ξ、……、θ+nξ，其中，n为正整数，重复上述检查。其中，压比PR小于试验件907的最大试验压比。

(p₀)_a稳定的判断依据为：在Δt₁时间段内，若[(p₀)_a]_max-[(p₀)_a]_min<ε，其中，ε为一微小量，则判断(p₀)_a稳定。

步骤S5：流量测量3005，其方法为：打开试验空气总开关阀500，单独打开由步骤S3选中的其中一台流量计所在支路，调节气动调压阀601，使压比

其中，

为最小试验压比，经过时间Δt₁后，待(p₀)_a稳定后，再经历Δt₂时间，记录Δt₂时间段内，流量计测得的平均流量

稳压罐总压传感器904所测得的平均压力

稳压罐总温传感器905测得的平均温度

大气压力传感器909测得的平均压力

大气温度传感器910测得的平均温度

调节气动调压阀601，分别使压比

其中，n为正整数，

为最大试验压比，即压比小于等于试验件规定的最大试验压比，重复上述记录。

根据步骤S3，流量测量可能需要采用一台或多台流量计。

(p₀)_a稳定的判断依据为：在Δt₁时间段内，若[(p₀)_a]_max-[(p₀)_a]_min<ε，其中，ε为一微小量，则判断(p₀)_a稳定。

上述流量、压力、温度等物理量均由数据采集控制器1002自动采集，采样率为F_s，分辨率为R_s，由上位机测控软件1001记录和存储。

上述步骤S1、S3、S4、S5中，调节气动调压阀601时，其开度总是从0逐渐增大到设定值。

步骤S6：数据拟合3006，其方法为：逐一计算步骤(5)中各压比PR对应的折合流量

以压比PR为横坐标，以折合流量Q_cd为纵坐标，将步骤(5)测得的数据点利用最小二乘法拟合成多项式函数Q_cd＝f(PR)，该函数即为试验件的流量特性函数，可用于后续分析计算。

根据步骤S1～步骤S6开发计算机程序“燃气轮机部件空气流量试验台测控系统”，由计算机作为上位机，实现自动运行。

以上仅为本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种燃气轮机部件空气流量试验台，其特征在于，包括气源处理设备、试验台本体；

所述气源处理设备包括：空气压缩机、储气罐、初效过滤器、冷冻式干燥机、中效过滤器、吸附式干燥机、高效过滤器，且空气压缩机、储气罐、初效过滤器、冷冻式干燥机、中效过滤器、吸附式干燥机、高效过滤器依次顺序串联；

所述试验台本体包括：试验空气供气管、试验空气总开关阀、气动调压阀、分气包、多台流量计及其对应的开关阀、集气包、稳压罐，其中多台流量计及其对应的开关阀包括：第一流量计及与第一流量计串联的第一气动开关阀；第二流量计及与第二流量计串联的第二气动开关阀；第三流量计及与第三流量计串联的第三气动开关阀，且所述的多台流量计与对应的气动开关阀的串联件并联在分气包与集气包之间，其中所述分气包为压力容器，设有一根输入管道，若干根输出管道，集气包为压力容器，设有若干根输入管道，一根输出管道，且集气包的输入管道与分气包的输出管道一一对应；

所述试验台本体还包括：气动调压阀控制器、试验件测压传感器、大气压力传感器、大气温度传感器、气源压力传感器、数据采集控制器、上位机测控软件、气动控制系统；

所述数据采集控制器包括：流量采集模块、压力采集模块、温度采集模块、状态监测模块、调压阀控制模块、电磁阀控制模块。

2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机部件空气流量试验台，其特征在于，所述气源处理设备对气源进行处理，且气源处理设备还包括疏水装置，所述疏水装置用于排走冷冻式干燥机和吸附式干燥机的疏水。

3.根据权利要求1所述的一种燃气轮机部件空气流量试验台，其特征在于，所述第一流量计、第二流量计、第三流量计的有效量程两两衔接，且衔接的有效量程有重叠，其中第一流量计的有效量程为[a，b]，第二流量计的有效量程为[c，d]、第三流量计的有效量程为[e，f]，其中，a<c<b<e<d<f，a、c、b、e、d和f代表的都是质量流量。

4.根据权利要求1所述的一种燃气轮机部件空气流量试验台，其特征在于，所述稳压罐为竖直圆柱桶形结构，容积远大于试验件体积，稳压罐内由下至上分别为排污口、杂质收集漏斗、试验空气入口、湍流发生器、引压孔、测温孔、试验空气出口，其中所述试验空气入口位于杂质收集漏斗与湍流发生器之间，为水平进气，所述试验空气出口位于稳压罐的顶部，为竖直排气，稳压罐的试验空气出口的上方安装有试验件，试验空气流经试验件后直接排入大气。

5.根据权利要求4所述的一种燃气轮机部件空气流量试验台，其特征在于，稳压罐还包括：稳压罐总压传感器、稳压罐总温传感器、试验件密封装置、试验件夹紧气缸，所述引压孔数目为m个，其中，m≥4，沿罐壁圆周均布，引压孔轴线与稳压罐轴线相交且垂直，各引压孔连接引压管，引压管相互连通且连接到稳压罐总压传感器，测温孔与所述引压孔位于同一水平面，稳压罐总温传感器通过所述测温孔伸入稳压罐，所述试验件密封装置位于所述试验空气出口处。

6.根据权利要求1所述的一种燃气轮机部件空气流量试验台，其特征在于，所述气动调压阀控制器接收气动调压阀控制器输入信号，控制气动调压阀，通过改变其开度大小调节下游试验空气的压力和流量，所述气动控制系统包括：气动控制系统供气管、第一电磁开关阀及与第一电磁开关阀串联的第一减压阀、第二电磁开关阀及与第二电磁开关阀串联的第二减压阀、第三电磁开关阀及与第三电磁开关阀串联的第三减压阀、三压阀岛。

7.根据权利要求6所述的一种燃气轮机部件空气流量试验台，其特征在于，所述流量采集模块采集第一流量计、第二流量计、第三流量计的信号，压力采集模块采集稳压罐总压传感器、试验件测压传感器、大气压力传感器、气源压力传感器的信号，温度采集模块采集大气温度传感器、稳压罐总温传感器的信号，状态监测模块采集所述开关阀状态传感器信号，调压阀控制模块采集稳压罐总压传感器的输出信号作为反馈信号，电磁阀控制模块通过输出信号，控制第一电磁开关阀、第二电磁开关阀、第三电磁开关阀、三压阀岛，数据采集控制器实现信号调理。

8.根据权利要求7所述的一种燃气轮机部件空气流量试验台，其特征在于，所述第一减压阀、第二减压阀、第三减压阀将气源压力调整为三个不同的分压力，分别输入三压阀岛，三压阀岛包括多个电磁阀，三压阀岛的第一分压对应一个电磁阀用以控制气动调压阀控制器的供气通断，三压阀岛的第二分压对应多个电磁阀用以控制试验空气总开关阀、第一气动开关阀、第二气动开关阀、第三气动开关阀，三压阀岛的第三分压对应多个电磁阀用以控制试验件夹紧气缸。

9.根据权利要求8所述的一种燃气轮机部件空气流量试验台，其特征在于，试验空气总开关阀为气动开关阀，且气动控制系统控制试验空气总开关阀的开闭，试验空气总开关阀安装在气动调压阀的上游。

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